Abans d’estudiar la Terra mateixa, fem una ullada als seus veïns a l’espai.
La Terra en el context de l’univers
L’univers és el conjunt constituït per tots els cossos celestes i l’espai que els conté.
Flickr-CC; La Via Làctia vista des de la Terra
Com és de gran l’univers?
Per respondre aquesta qüestió cal tenir present que les distàncies astronòmiques són tan grans que el quilòmetre esdevé una unitat massa petita per mesurar-les; normalment s’utilitza l’any llum, que és la distància que recorre la llum en un any desplaçant-se a 300.000 km/s.
1 any llum equival a 10 bilions de quilòmetres, aproximadament (1012 km).
La llum del Sol triga 8 minuts a arribar-nos.
El següent estel més proper a la Terra (alfa del Centaure, 1,3 pc; 1 parsec (pc) = 3.26 anys llum) és a 4 anys llum de distància.
La Via Làctia té 100.000 anys llum de diàmetre.
Quan mirem algun dels estels llunyans, estem veient la llum que en va sortir fa milers o milions d’anys.
La mida de l’univers és difícil de delimitar, però si considerem la de l’univers observable o regió de l’univers on ha arribat la investigació humana té un radi de 10.000 milions d’anys llum.
Com està constituït l’univers?
L’univers està dividit en regions més denses, amb major concentració de matèria, anomenades galàctiques, i regions menys denses o intergalàctiques.
Les regions galàctiques estan formades per unitats fonamentals, les galàxies o agrupacions de milions d’estels, que vistes amb el telescopi presenten un aspecte brillant i nebulós.
Les galàxies s’agrupen en unitats d’ordre superior, les hipergalàxies. Així, la Via Làctia ‑galàxia que conté en el seu si el sistema solar i, per tant, la Terra- forma part, juntament amb vint galàxies més, d’una hipergalàxia anomenada Grup Local. Una galàxia està formada per gas, pols i milions d’estels.
Un estel és qualsevol dels astres que brillen al firmament amb llum pròpia. No tots els estels de la nostra galàxia són iguals: varien en lluminositat, mides i color. De fet, aquestes variacions corresponen a diferents fases de l’evolució d’un estel al llarg de la seva existència.
Com s’ha format l’univers?
Fins fa relativament poc temps es pensava que l’univers era estàtic i immòbil, però el 1924 Edwin Powell Hubble intentà calcular la distància entre la nostra i d’altres galàxies veïnes i va observar que s’allunyaven. Va deduir que l’univers no està quiet sinó que s’expandeix.
Posteriorment, l’astrònom Georges Lemaître es va basar en aquestes observacions per enunciar la hipòtesi actualment més acceptada per explicar l’origen de l’univers: el big bang o ’gran esclat’.
Segons la hipòtesi del ’big bang’, hi havia hagut un temps en què l’univers era infinitament dens. Era una enorme concentració de matèria i energia extraordinàriament comprimida que va esclatar violentament. Aquesta tremenda explosió s’anomena big bang. Com a conseqüència la matèria es va començar a expandir en totes les direccions de l’espai i es va convertir, així, en un univers en expansió.
A partir de la primera gran nebulosa, i a causa de forces gravitacionals, la matèria s’anà concentrant en nebuloses més petites que van donar lloc a les primeres galàxies. Dins les galàxies, i també per actuació de les forces gravitacionals, es van formar els primers estels i també la resta de cossos celestes.
El Sistema Solar
Wikimedia-commons (cliqueu).
La Terra és un dels nou planetes que giren al voltant del Sol. El Sol és la nostra estrella local i, sense la seva llum i la seva calor, no hi hauria vida a la Terra:
El Sol té un diàmetre d’uns 1.500.000 km (100 vegades més gran que el de la Terra), Pesa unes 330.000 vegades més que la Terra.
Produeix gran quantitat d’energia: podem sentir la seva calor a pesar d’estar a 150 milions de km de distància.
La imatge de la dreta mostra la Via Làctia:
La Via Làctia té 1 milió de milions de milions de quilòmetres de diàmetre.
Com s'ha fet la imatge de la dreta? I la imatge inferior?
A cadascuna de les imatges, en quina posició se situa el Sistema Solar?
Wikimedia-commons (cliqueu per anar al fitxer original).
Mercuri, Venus, la Terra i Mart són els planetes interiors, petits i formats per roca sòlida (silicats). Els materials més densos es concentren a la part més interna.
Mercuri : És un planeta extremadament calent (està molt poca distància del Sol) i no té atmosfera. Les sondes espacials han mostrat l’existència de muntanyes i una superfície crateritzada semblant a la de la Lluna.
Venus: Té una atmosfera 90 vegades més densa que la de la Terra que oculta totalment la seva superfície sòlida. Encara que reflecteix el 75 % de la llum que rep del Sol, fet que fa que brilli moltíssim (se’n diu l’estel de l’alba), la seva temperatura superficial és elevada (d’uns 480ºC) degut a l’intens efecte hivernacle, provocat pel CO2, que constitueix el 90 % de la seva atmosfera. Com que és més a prop de la Terra que qualsevol altre planeta, ha estat visitat més d’una vegada per sondes espacials (Mariner, Venera, i Pioneer), que han mostrat que la seva superfície és rocallosa.
Terra: És l’únic planeta amb aigua líquida en superfície i amb una quantitat d’oxigen elevada a la seva atmosfera. És el planeta més dens i l’únic amb vida, tal com la coneixem.
Mart: Anomenat el planeta roig per la gran quantitat d’òxids de ferro. Com que presenta una atmosfera molt prima, la seva superfície es coneix bastant bé, i fins i tot s’ha pogut elaborar un mapa amb les fotos i les dades aportades pel Mariner i el Viking. La sonda Pathfinder va aterrar sobre la seva superfície l’any 1997. Els anys 2004 i 2006 hi van tornar a aterrar (!) més sondes d'exploració que ens han ofert molta informació sobre el seu relleu, dinàmica i composició. Ha estat un planeta amb una intensa activitat volcànica i té les valls més profundes i les muntanyes més altes de tot el sistema solar: el volcà Olimpus té 26 km d’altura. La seva atmosfera conté principalment CO2. La temperatura superficial varia entre els pols (-140ºC, coberts per casquets de CO2 congelat) i les zones equatorials (27 ºC). Té dos satèl·lits, Deimos i Fobos, petits i irregulars.
Júpiter, Saturn, Urà i Neptú són els planetes exteriors. Els quatre primers són molt similars, tendeixen a tenir grans dimensions i a ser menys densos, ja que estan formats per líquids i gasos. Tenen una atmosfera constituïda per hidrogen i heli i la resta és també hidrogen, heli i traces de metà, amoníac, età i d’altres components. Tots quatre tenen anells més o menys importants.
Júpiter: És el planeta més gran del sistema solar, amb molts satèl·lits que giren al voltant seu. La seva atmosfera presenta un bandejat i conté una gran taca vermella que s’interpreta com una gran tempesta giratòria. Presenta nombrosos satèl·lits, els més importants dels quals (descoberts per Galileu Galilei) són: Io (amb gran activitat volcànica) Europa, Ganimedes i Calixte.
Saturn: És semblant a Júpiter però més petit. Apareix envoltat per anells molt aparents formats per masses cobertes de gel. Té també molts satèl·lits, els més importants dels quals són: Mimes, Encelado, Tetis, Dione, Rea, Tità i Japeto.
Urà: Gairebé no es coneixia res d’aquest planeta fins a la visita al 1986 del Voyager 2. El seu eix de rotació està molt inclinat de manera que mostra el seu pol sud al Sol i els seus anells apareixen gairebé verticals. És molt fred i la seva atmosfera conté gran quantitat de metà. Els seus satèl·lits són: Umbriel, Titania, Oberon, Ariel i Miranda.
Neptú: Es coneix molt poc d’aquest planeta de color blau, més o menys tan gran com Urà i, com ell, amb anells tènues. La seva atmosfera presenta també un bandejat, si bé no tan marcat com el de Júpiter. Té un satèl·lit: Tritó.
Entre Mart i Júpiter hi ha un cinturó d’asteroides, partícules rocalloses que no van arribar a esdevenir un planeta quan es va formar el sistema solar.
Fins el 2006 es considerava també Plutó com el 9è planeta del Sistema Solar i per això encara apareix a la imatge inferior. Llavors, degut a un seguit de descobriments i a la definició del terme "planeta" es va incloure a una categoria diferent, la de "planeta nan", juntament amb Ceres i Eris.
Wikimedia commons (cliqueu per veure el fitxer original).
Planeta
Distància al Sol
(milions de km)
Durada d'una volta al Sol
(en dies o anys
terrestres)
Mercuri
58
88 dies
Venus
108
225 dies
Terra
150
365,25 dies
Mart
228
687 dies
Júpiter
778
12 anys
Saturn
1.427
29,5 anys
Urà
2.870
84 anys
Neptú
4.498
165 anys
Per tal de fer-te una idea de les dimensions dels cossis i les distàncies del Sistema Solar, imagina:
Una pilota de futbol representant al Sol
Un pèsol a 33 m (la Terra)
Una taronja a 175 m (Júpiter)
Planeta Terra: característiques
La forma de la Terra
No és exactament una esfera. El seu moviment de rotació fa que el diàmetre als pols sigui més petit que el diàmetre a l’equador:
diàmetre als pols: 12.714 km
diàmetre a l’equador: 12.757 km
Quin és el diàmetre mig de la Terra? I el radi mig?
Com és de gran la circumferència terrestre?
La densitat de la Terra
Per calcular-la necessites dues dades. Per cert, com es poden haver obtingut?
Massa de la Terra: 5.980.000.000.000.000.000.000.000.000 g
Volum de la Terra: 1.083.000.000.000.000.000.000.000.000 cm3
Calcula la densitat mitjana de la Terra (en g/cm3).
Les roques més comunes trobades a la superfície terrestre tenen una densitat de 2,8 g/cm3. Què podem concloure sobre la densitat de les roques profundes del planeta?
La superfície de la Terra
Àrea ocupada per continents = 148 milions de km2
Àrea ocupada pels oceans = 362 milions de km2
Continent més gran = 54 milions de km2 (Euràsia)
Oceà més gran = 179 milions de km2 (Pacífic)
Altura mitjana dels continents = 850 m sobre el nivell del mar
Profunditat mitjana dels oceans = 3.500 m sota el nivell del mar
Muntanya més alta = +8.848 m (Everest, Himàlaia)
Part més profunda dels oceans = -10.914 m (Fossa de les Marianes, Pacífic)
Esbrina el percentatge de la superfície terrestre ocupat per: mars i oceans, boscos, muntanyes, casquets polars i deserts. Quin percentatge queda per ser ocupat per la població humana?
L’edat de la Terra
S’han fet càlculs per tal de determinar l’edat de la Terra, de les mostres de roques lunars recollides pels astronautes i dels meteorits que cauen a la Terra des de l’espai. Aquests càlculs es basen en la disminució de certs elements radioactius deguda a la desintegració que es comença a produir des del moment en què la roca es forma (la tècnica està explicada al tema 9, “El temps geològic”). Les evidències trobades suggereixen que el Sistema Solar es començà a formar fa 4.600 milions d’anys.
Per comparació, les roques sedimentàries més antigues trobades a la Terra tenen 3.800 milions d’anys (i, per tant, n’hi devia haver de més antigues); els primers indicis de vida (bacteris) tenen uns 3.500 milions d’anys; els dinosaures “dominaren la Terra” fa una 130 milions d’anys; i els primers éssers humans van aparèixer fa menys de 2 milions d’anys.
És la Terra única?
La Terra conté la vida, i un factor vital en el desenvolupament de la vida és la distància al Sol. Aquesta distància és tal que la calor que ens arriba del Sol permet que l’aigua de la superfície terrestre estigui en estat líquid.
Que succeiria amb l’aigua de la Terra i la vida que permet si la Terra estigués a) molt més propera, b) molt més llunyana al Sol?
Un altre factor important és la mida de la Terra. És prou gran com per a mantenir una atmosfera al seu voltant i per produir calor (per desintegració radioactiva natural) al seu interior. L’atmosfera conté gasos que permeten la vida i que la protegeixen de la radiació solar. La calor interna proporciona energia per a la majoria de l’activitat geològica (vulcanisme, formació de muntanyes, ...) que afecten constantment el nostre planeta.
L’activitat de la Terra contrasta fortament amb la del seu veí més proper a l’espai, la Lluna, massa petita per a mantenir una atmosfera o per generar prou energia interna. La Lluna és un “planeta mort” gairebé sense activitat geològica i on no existeixen formes de vida, malgrat el fet que està a la mateixa distància del Sol que la Terra.
Pensa en d’altres planetes del Sistema Solar. Creus que alguns podrien mantenir la vida tal i com la coneixem?
Pensa ara en d’altres planetes d’altres sistemes solars diferents del nostre. Podria haver d’altres planetes semblants a la Terra? Hi ha d’altres formes de vida? És la Terra única? Tu què en penses?
Wikimedia-commons (cliqueu)
La imatge de la dreta mostra la mida relativa de la Terra i de la Lluna. Quina mida hauria de tenir una barra que mostrés l'escala de la imatge si representés 5.000 km?
La imatge inferior mostra una imatge de la superfície de la lluna, amb estructures arrodonides, els cràters.
Com s'han format aquests cràters?
Quin penses que és el més antic? Per què?
Que ens diu aquesta imatge sobre l'atmosfera lunar?
Table of Contents
Abans d’estudiar la Terra mateixa, fem una ullada als seus veïns a l’espai.
La Terra en el context de l’univers
L’univers és el conjunt constituït per tots els cossos celestes i l’espai que els conté.
Per respondre aquesta qüestió cal tenir present que les distàncies astronòmiques són tan grans que el quilòmetre esdevé una unitat massa petita per mesurar-les; normalment s’utilitza l’any llum, que és la distància que recorre la llum en un any desplaçant-se a 300.000 km/s.
La mida de l’univers és difícil de delimitar, però si considerem la de l’univers observable o regió de l’univers on ha arribat la investigació humana té un radi de 10.000 milions d’anys llum.
Com està constituït l’univers?
L’univers està dividit en regions més denses, amb major concentració de matèria, anomenades galàctiques, i regions menys denses o intergalàctiques.Les regions galàctiques estan formades per unitats fonamentals, les galàxies o agrupacions de milions d’estels, que vistes amb el telescopi presenten un aspecte brillant i nebulós.
Les galàxies s’agrupen en unitats d’ordre superior, les hipergalàxies. Així, la Via Làctia ‑galàxia que conté en el seu si el sistema solar i, per tant, la Terra- forma part, juntament amb vint galàxies més, d’una hipergalàxia anomenada Grup Local.
Una galàxia està formada per gas, pols i milions d’estels.
Un estel és qualsevol dels astres que brillen al firmament amb llum pròpia. No tots els estels de la nostra galàxia són iguals: varien en lluminositat, mides i color. De fet, aquestes variacions corresponen a diferents fases de l’evolució d’un estel al llarg de la seva existència.
Com s’ha format l’univers?
Fins fa relativament poc temps es pensava que l’univers era estàtic i immòbil, però el 1924 Edwin Powell Hubble intentà calcular la distància entre la nostra i d’altres galàxies veïnes i va observar que s’allunyaven. Va deduir que l’univers no està quiet sinó que s’expandeix.Posteriorment, l’astrònom Georges Lemaître es va basar en aquestes observacions per enunciar la hipòtesi actualment més acceptada per explicar l’origen de l’univers: el big bang o ’gran esclat’.
A partir de la primera gran nebulosa, i a causa de forces gravitacionals, la matèria s’anà concentrant en nebuloses més petites que van donar lloc a les primeres galàxies. Dins les galàxies, i també per actuació de les forces gravitacionals, es van formar els primers estels i també la resta de cossos celestes.
El Sistema Solar
La imatge de la dreta mostra la Via Làctia:
Entre Mart i Júpiter hi ha un cinturó d’asteroides, partícules rocalloses que no van arribar a esdevenir un planeta quan es va formar el sistema solar.
Fins el 2006 es considerava també Plutó com el 9è planeta del Sistema Solar i per això encara apareix a la imatge inferior. Llavors, degut a un seguit de descobriments i a la definició del terme "planeta" es va incloure a una categoria diferent, la de "planeta nan", juntament amb Ceres i Eris.
(milions de km)
(en dies o anys
terrestres)
Per tal de fer-te una idea de les dimensions dels cossis i les distàncies del Sistema Solar, imagina:
Planeta Terra: característiques
La forma de la Terra
No és exactament una esfera. El seu moviment de rotació fa que el diàmetre als pols sigui més petit que el diàmetre a l’equador:Quin és el diàmetre mig de la Terra? I el radi mig?
Com és de gran la circumferència terrestre?
La densitat de la Terra
Per calcular-la necessites dues dades. Per cert, com es poden haver obtingut?Calcula la densitat mitjana de la Terra (en g/cm3).
Les roques més comunes trobades a la superfície terrestre tenen una densitat de 2,8 g/cm3. Què podem concloure sobre la densitat de les roques profundes del planeta?
La superfície de la Terra
Esbrina el percentatge de la superfície terrestre ocupat per: mars i oceans, boscos, muntanyes, casquets polars i deserts. Quin percentatge queda per ser ocupat per la població humana?
L’edat de la Terra
S’han fet càlculs per tal de determinar l’edat de la Terra, de les mostres de roques lunars recollides pels astronautes i dels meteorits que cauen a la Terra des de l’espai. Aquests càlculs es basen en la disminució de certs elements radioactius deguda a la desintegració que es comença a produir des del moment en què la roca es forma (la tècnica està explicada al tema 9, “El temps geològic”). Les evidències trobades suggereixen que el Sistema Solar es començà a formar fa 4.600 milions d’anys.Per comparació, les roques sedimentàries més antigues trobades a la Terra tenen 3.800 milions d’anys (i, per tant, n’hi devia haver de més antigues); els primers indicis de vida (bacteris) tenen uns 3.500 milions d’anys; els dinosaures “dominaren la Terra” fa una 130 milions d’anys; i els primers éssers humans van aparèixer fa menys de 2 milions d’anys.
És la Terra única?
La Terra conté la vida, i un factor vital en el desenvolupament de la vida és la distància al Sol. Aquesta distància és tal que la calor que ens arriba del Sol permet que l’aigua de la superfície terrestre estigui en estat líquid.Un altre factor important és la mida de la Terra. És prou gran com per a mantenir una atmosfera al seu voltant i per produir calor (per desintegració radioactiva natural) al seu interior. L’atmosfera conté gasos que permeten la vida i que la protegeixen de la radiació solar. La calor interna proporciona energia per a la majoria de l’activitat geològica (vulcanisme, formació de muntanyes, ...) que afecten constantment el nostre planeta.
L’activitat de la Terra contrasta fortament amb la del seu veí més proper a l’espai, la Lluna, massa petita per a mantenir una atmosfera o per generar prou energia interna. La Lluna és un “planeta mort” gairebé sense activitat geològica i on no existeixen formes de vida, malgrat el fet que està a la mateixa distància del Sol que la Terra.